Электромагнитная совместимость на электрических железных дорогах (стр. 3 )

После расчета наведенных напряжений в трехфазной линии продольного электроснабжения необходимо построить график их распределения вдоль линии. При этом считаем, что рабочее напряжение 380/220 В отсутствует, а нулевая точка обмотки низкого напряжения питающего трансформатора имеет глухое заземление. График следует построить под расчетной схемой, приведенной на рис. 2.1 в том же масштабе.

Модуль результирующих напряжений в фазах линии по отношению к земле, обусловленных наличием в каждой фазе рабочего напряжения 220 В и индуцированного продольного напряжения, может быть определен для каждой из фаз по формуле:

где Uф – модуль рабочего напряжения в фазе линии, равный 220 В; Uм – модуль продольного наведенного напряжения в фазе линии, В; θ – угол между вектором фазного напряжения в линии и вектором наведенного напряжения.

Величину угла θ для каждой фазы следует определять из векторной диаграммы, пример построения которой для вынужденного режима работы приведен на рис.3.1. Для построения векторной диаграммы результирующих напряжений в фазах линии следует принять угол φт между заданным вектором напряжения питания тяговой сети и вектором тягового тока равным 37 эл. град. При построении векторной диаграммы результирующих напряжений в фазах линии для режима короткого замыкания в тяговой сети угол φкз между вектором напряжения питания тяговой сети и вектором тока короткого замыкания определяется из соотношения

где Xкз – реактивное сопротивление петли короткого замыкания с учетом сопротивлений участка тяговой сети, трансформатора и системы, приведенное к напряжению 27,5 кВ, Ом; Rкз – активное сопротивление петли короткого замыкания тяговой сети, Ом.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Расчет Xкз и Rкз проводится по формулам работ [2, 6, 7]. В остальном постороение векторной диаграммы для режима короткого замыкания аналогично построению диаграммы для вынужденного режима.

Векторные диаграммы результирующих напряжений в линии должны быть построены в масштабе 2 В/мм (кроме напряжения и тока тяговой сети) для вынужденного режима и режима короткого замыкания.

Полученные расчетным путем результирующие напряжения в фазах линии для режима одностороннего питания тяговой сети, а также для режима короткого замыкания следует сравнить с допустимыми значениями напряжений, приведенными в табл. 3.2.

Рис. 3.1. Пример построения векторных диаграмм результирующих напряжений в фазах воздушной линии для вынужденного режима работы тяговой сети: а) векторы напряжений питающей системы; б) определение направления вектора напряжения магнитных влияний (ĪэквÐŪмв= 90 эл. град.); в) векторная диаграмма результирующих напряжений в фазах линии (строится в масштабе)

Таблица 3.2

Предельно допустимые напряжения в фазах линии

Сеть	Напряжение, В
Вынужденный режим	Режим к. з.
Осветительная	300	1000
Силовая	400	1000

Рассчитанные напряжения при магнитных влияниях могут оказаться больше предельно допустимых уровней. В этом случае необходимо выбрать и предложить технические мероприятия по снижению напряжений магнитных влияний. Мероприятия по снижению магнитных влияний изложены в работе [8].

Одним из таких мероприятий является относ линии от тяговой сети. При этом важно знать минимальную ширину сближения, при которой максимальное результирующее напряжение в одной из фаз линии не превысит предельно допустимого значения. Трасса линии, проложенная с такой шириной сближения, называется критической.

В курсовом проекте предлагается определить критическую ширину сближения конца линии ак кр при заданной ширине сближения начала линии ан=а1 и длине линии, равной lэ. Расчет проводится в следующем порядке:

а) по данным предыдущих расчетов выбирается режим (вынужденный или

к. з.), при котором уровень результирующего напряжения в одной из фаз линии превышает предельно допустимый, и принимается за расчетный;

б) определяется величина предельно допустимого напряжения магнитных влияний на всей длине линии для выбранного режима:

где Uд – предельно-допустимое напряжение, выбранное из табл. 3.2 для соответствующего расчетного режима и типа линии, В; θmax – угол между векторами Ūф и Ūм, имеющий максимальное значение (выбирается из векторной диаграммы результирующих напряжений выбранного расчетного режима);

в) рассчитывается среднегеометрическая ширина сближения по всей длине линии:

где - при вынужденном режиме работы тяговой сети; - при режиме короткого замыкания в тяговой сети;

г) производится расчет ширины сближения конца линии ак кр при заданной ширине сближения начала ан (принять величину ан=а1):

Результаты расчетов, выполненных в разд. 3.1, должны быть отражены на чертеже, в котором приводятся:

а) расчетная схема расположения контактной сети и воздушной линии в плане;

б) график распределения продольных наведенных напряжений по длине линии;

в) график распределения результирующих напряжений в каждой фазе линии по ее длине;

г) векторные диаграммы;

д) критическая трасса линии.

3.2. Электрическое влияние тяговой сети на воздушную линию

В проекте предполагается, что в результате ошибочных действий персонала по оперативным переключениям линия отключена от питающего трансформатора и от нагрузки и оказалась изолированной от земли. При этом в проводах линии возникает наведенное напряжение за счет влияния электрической составляющей переменного электромагнитного поля контактной сети. Напряжение в изолированной от земли линии при электрическом влиянии рассчитывается по формуле [8]:

где Uк = 27500 В – напряжение контактной сети; bк = 6,93 м – высота подвеса провода, эквивалентного по электрическому влиянию контактной подвеске; ρэ– радиус эквивалентного провода, м.

Величины D и d, входящие в формулу, показаны на рис. 3.2.

Рис. 3.2. К расчету электрического влияния

При отсутствии на опорах контактной сети усиливающих, экранирующих проводов и проводов системы ДПР для однопутных участков величина , а для двухпутных участков [1].

Расчет наведенного напряжения при электрических влияниях следует проводить для среднего значения ширины сближения:

где аiср – величина среднегеометрического сближения i-го участка линии, принятая по расчетам разд. 3.1.

Для снижения уровня напряжений электрических влияний применяют заземление начала и конца проводов линии через высокоомные сопротивления, в качестве которых используют конденсаторы емкостью Сз=0,5 мкФ на рабочее напряжение 1000 В. Подключение таких емкостных заземлений, а также взаимная с контактной сетью емкость Скл и собственная емкость линии Сл показаны на рис.3.3.

Рис.3.3. К расчету наведенного напряжения электрических влияний в заземленной линии

Для расчета наведенных напряжений при электрическом влиянии в случае применения защитных сопротивлений требуется определить емкости Скл и Сл. Емкость линии относительно земли